perovskietfamilie

De perovskietfamilie verwijst naar een brede groep kristalstructuren die de kenmerkende perovskietstructuur delen, vernoemd naar CaTiO3, het oorspronkelijke oxide uit de mineralenwereld. De naam is afgeleid van de Russische mineralogist Lev Perovski. De term verwijst zowel naar oxide perovskieten als naar halide perovskieten en andere afgeleide systemen die dezelfde ABX3-structuur kennen.

De algemene chemische formule en bouw van de structuur is ABX3: B bevindt zich in een octaëdrische BO6-omgeving, waarbij BO6- octaëders hoekdeling vormen die een uitgebreid netwerk vormen. A-kationen zitten in de grotere interstitiële ruimten tussen deze octaëders. X is een anion, zoals O2- in oxiden of halide-X− in halideperovskieten. De stabiliteit van het kristal wordt vaak beschreven met de tolerantie-factor, die afhangt van de radii van A, B en X; bij bepaalde waarden is de kubische perovskietstructuur stabiel, terwijl afwijkingen tot tilt en andere polymorfen kunnen leiden.

Oxide perovskieten (zoals CaTiO3, SrTiO3, BaTiO3, PbTiO3) spelen een sleutelrol in ferroelectrische, elektrooptische en hoge-temperatuur toepassing. Halide perovskieten (zoals MAPbI3, FAPbI3, CsPbBr3) hebben bijzonder aandacht gekregen vanwege hun succes in fotovoltaïsche cellen, LEDs en fotodetectie. Deze halide systemen kenmerken zich door relatief eenvoudige oplossingverwerking, hoge defecttolerantie maar zorgen over bijvoorbeeld oplosbaarheid, stabiliteit onder vocht en zorgen rondom het gebruik van legale lood.

In de onderzoeksgebied evolueren ook varianten zoals dubbele perovskieten A2BB'X6 en all-inorganische of 2D-perovskieten, die gericht zijn op verbetering van stabiliteit en opto-elektronische eigenschappen.